(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のゲート配線と複数の共通配線とを含む第１及び第２タッチブロックが定義された液晶パネルと、
前記第１タッチブロックに含まれるゲート配線に高電位のゲート駆動信号を順次供給するゲートドライバと、
前記第１タッチブロックに含まれる共通配線に、画素電圧に対応する直流に固定された第１波形の共通電圧を印加し、それと同時に、前記第２タッチブロックに含まれる共通配線に、所定の周期でスイングして前記第２タッチブロックにより感知される交流の第２波形の共通電圧を印加する共通電圧生成部と、
前記第２波形の共通電圧により前記液晶パネル上のタッチ位置を感知するタッチ検出回路と
を含む、インセルタッチ構造の液晶表示装置。
【請求項２】
前記高電位のゲート駆動信号及び前記第２波形の共通電圧は、少なくとも１水平期間（１Ｈ）の７０％以上の期間を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のインセルタッチ構造の液晶表示装置。
【請求項３】
前記高電位のゲート駆動信号は、ｍ（ｍは２以上の自然数）水平期間（ｍＨ）以上の幅を有し、ｍ個の高電位のゲート駆動信号が１水平期間（１Ｈ）の間重畳する
ことを特徴とする請求項１に記載のインセルタッチ構造の液晶表示装置。
【請求項４】
第１及び第２タッチブロックが定義された液晶パネルを含む液晶表示装置の駆動方法において、
前記第１タッチブロックに含まれるゲート配線に高電位のゲート駆動信号を供給する段階と、
前記第１タッチブロックに含まれる共通配線に、画素電圧に対応する直流に固定された第１波形の共通電圧を印加し、それと同時に、前記第２タッチブロックに含まれる共通配線に、所定の周期でスイングして前記第２タッチブロックにより感知される交流の第２波形の共通電圧を印加する段階と
を含む、インセルタッチ構造の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項５】
前記高電位のゲート駆動信号及び前記第２波形の共通電圧は、少なくとも１水平期間（１Ｈ）の７０％以上の期間を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のインセルタッチ構造の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】
前記高電位のゲート駆動信号は、ｍ（ｍは２以上の自然数）水平期間（ｍＨ）以上の幅を有し、ｍ個の高電位のゲート駆動信号が１水平期間（１Ｈ）の間重畳する
ことを特徴とする請求項４に記載のインセルタッチ構造の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項７】
表示領域を分割する複数のタッチブロックが定義され、各タッチブロックが表示区間とタッチ感知区間とに分けられて駆動される液晶パネルと、
前記液晶パネルの複数のゲート配線に高電位のゲート駆動信号を順次供給するゲートドライバと、
前記液晶パネルの複数のデータ配線に画素電圧を印加するデータドライバと、
前記表示区間に対応するタッチブロックに直流波形の共通電圧を印加し、それと同時に、前記タッチ感知区間に対応するタッチブロックに交流波形の共通電圧を印加する共通電圧生成部と、
前記交流波形の共通電圧が印加されたタッチブロックの静電容量の変化を感知配線で受信して前記液晶パネル上のタッチ位置を感知するタッチ検出回路と
を含む、インセルタッチ構造の液晶表示装置。
【請求項８】
前記高電位のゲート駆動信号及び前記交流波形の共通電圧は、少なくとも１水平期間（１Ｈ）の７０％以上の期間を有する
ことを特徴とする請求項７に記載のインセルタッチ構造の液晶表示装置。
【請求項９】
前記高電位のゲート駆動信号は、ｍ（ｍは２以上の自然数）水平期間（ｍＨ）以上の幅を有し、ｍ個の高電位のゲート駆動信号が１水平期間（１Ｈ）の間重畳する
ことを特徴とする請求項７に記載のインセルタッチ構造の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インセルタッチ（in-cell touch）構造の液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、複数の信号配線及びその交差地点に備えられたスイッチング素子の駆動により画像を表示する液晶パネルと、当該液晶パネルを制御するための駆動回路（駆動ＩＣ）とを含み、バックライトユニットなどの光源を別途備える。
【０００３】
特に、モバイル機器などに用いられる液晶表示装置には、画面上に表示された所定のオブジェクト又は領域を選択するために、キーボードやリモートコントロール装置などの通常のインタフェース装置を用いるのではなく指やスタイラスペンなどで直接画面の領域を選択して入力するタッチパネルが広く用いられている。
【０００４】
このようなタッチパネルには、液晶パネルとは別に製作されて液晶パネル上に貼り付けられる構造や、液晶パネルの基板上に直接タッチ電極及び配線を形成して１つのパネルで実現するインセルタッチ構造などがあり、特に、インセルタッチ構造が適用された液晶表示装置は、敏感なタッチ感や製造工程の単純化などの理由により脚光を浴びている。
【０００５】
インセルタッチ構造の液晶表示装置は、通常の液晶表示装置に備えられるゲート配線及びデータ配線に加えて、タッチを感知する複数のタッチブロックと、各タッチブロックに電気的に接続された感知配線とがさらに備えられなければならない。
【０００６】
図６は、従来のインセルタッチ構造の液晶表示装置を示す図である。
【０００７】
同図に示すように、従来のインセルタッチ構造の液晶表示装置において、基板１０上には、複数の画素を定義するゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬが交差して形成され、各画素に共通電圧Ｖｃｏｍを印加する共通配線ＣＬがさらに形成される。また、各画素には横電界を発生する画素電極及び共通電極が形成されており、共通電極は画素単位でパターニングされて分割されている。
【０００８】
また、基板１０の一側には、各配線に電気的に接続されるドライバ２０が実装されており、特に、ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬが形成された層とは異なる層には、低抵抗金属物質からなる感知配線（図示せず）が形成されている。感知配線は、タッチが発生した位置をタッチ検出回路に通知する役割を果たし、タッチが発生した位置をｘｙ座標により示すことができるように、ｘ方向に延びたｘ感知配線とｙ方向に延びたｙ感知配線とに分けられる。ｘ感知配線及びｙ感知配線は、共通電極に電気的に接続される。
【０００９】
また、タッチブロックＴＢは、使用者がタッチペンや指などを用いてタッチしたときに発生する非常に小さなキャパシタの容量変化を感知し、これを電流に変換して感知配線を介してタッチ検出回路に送ることができるように、基板１０の表示領域全体にわたって定義される。このようなタッチブロックＴＢは、通常、約２０個（ＴＢ０〜ＴＢｎ−１（ｎ＝２０））備えられ、１つ当たり４０本のゲート配線に対応する領域を占める。
【００１０】
また、基板１０の一側端には、フレキシブル基板などで構成され、外部システムと電気的に接続されて各種信号を送受信する端子部３０が備えられる。
【００１１】
このような構造により、タッチブロックＴＢにタッチが発生すると、画素電極及び共通電極により発生したキャパシタンスに影響を及ぼし、これは共通電極に電気的に接続された感知配線を介してタッチ検出回路に送られて該当位置が認識される。このために、共通電極に印加される共通電圧Ｖｃｏｍは、表示区間（Display Time）では画素電圧に対応する電位が固定された直流波形を有し、タッチ感知区間（Touch Time）ではタッチを認識するために所定の周期でスイングする感知波形を有する。すなわち、共通電極には、直流波形と感知波形とを交互に示す共通電圧Ｖｃｏｍが印加されなければならない。
【００１２】
なお、感知波形の共通電圧Ｖｃｏｍが画素電圧と同時に印加された場合、２つの電極の電圧が同時に変化するので、正常なタッチ感知が難しくなる。
【００１３】
例えば、第１タッチブロックＴＢ０に対応する液晶パネル上の一領域を使用者がタッチした場合、第１タッチブロックＴＢ０に含まれるゲート配線ＧＬにゲート駆動信号が供給されると、画素電圧の電位が大きく変動する。それと同時に、第１タッチブロックＴＢ０に感知波形の共通電圧Ｖｃｏｍが印加されると、それに対応する感知配線は正常なタッチ感知を行えなくなる。
【００１４】
よって、従来のインセルタッチ構造の液晶表示装置においては、１水平期間（１Ｈ）をタッチ感知区間と表示区間とに時分割して駆動する。
【００１５】
図７は、従来のインセルタッチ構造の液晶表示装置の駆動時の信号波形を示す波形図であり、同図を参照すると、１水平期間（１Ｈ）を定義する水平同期信号Ｈｓｙｎｃの１周期がタッチ感知区間と表示区間とに時分割されて駆動される。すなわち、１水平期間（１Ｈ）において、交流波形でスイングする感知波形の共通電圧Ｖｃｏｍを先順位に割り当て、高電位のゲート駆動信号ＶＧを後順位に割り当てると同時に共通電圧Ｖｃｏｍを直流波形に切り替えることにより、高電位のゲート駆動信号ＶＧと感知波形の共通電圧Ｖｃｏｍとが重畳しないようにする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、限られた幅の１水平期間（１Ｈ）を分割して２つの信号が供給されるようにしているため、各信号が供給される期間は約半分に減少する。例えば、１水平期間（１Ｈ）が２０ｕｓである液晶表示装置の場合、タッチ感知区間としては８ｕｓが割り当てられ、表示区間としては１２ｕｓが割り当てられるので、実際の表示区間は既存の液晶表示装置に比べて約４０％減少する。従って、画素電圧充電時間の確保が困難になり、これはクロストークなどの不良の原因となる。また、タッチ感知区間の幅も減少するので、タッチ感度が低下する。
【００１７】
また、タッチ感知区間と表示区間とが水平ライン毎に交互に割り当てられるので、画素電圧充電時間を確保するために隣接するゲート配線のゲート駆動信号を重畳するゲートオーバーラップ駆動方式を適用することができないという欠点があった。
【００１８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、１水平期間（１Ｈ）をタッチ感知区間と表示区間とに時分割して駆動することに起因する画素電圧充電時間の不足による画質低下の問題を改善した、インセルタッチ構造の液晶表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。
【００１９】
本発明の他の目的は、画素電圧充電時間をさらに確保するために、隣接するゲート配線のゲート駆動信号を重畳するゲートオーバーラップ駆動方式を適用した、インセルタッチ構造の液晶表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明によるインセルタッチ構造の液晶表示装置は、複数のゲート配線と複数の共通配線とを含む第１及び第２タッチブロックが定義された液晶パネルと、前記第１タッチブロックに含まれるゲート配線に高電位のゲート駆動信号を順次供給するゲートドライバと、前記第１タッチブロックに含まれる共通配線に、画素電圧に対応する直流に固定された第１波形の共通電圧を印加し、それと同時に、前記第２タッチブロックに含まれる共通配線に、所定の周期でスイングして前記第２タッチブロックにより感知される交流の第２波形の共通電圧を印加する共通電圧生成部と、前記第２波形の共通電圧により前記液晶パネル上のタッチ位置を感知するタッチ検出回路とを含む。
【００２１】
また、上記目的を達成するために、本発明によるインセルタッチ構造の液晶表示装置の駆動方法は、第１及び第２タッチブロックが定義された液晶パネルを含む液晶表示装置の駆動方法において、前記第１タッチブロックに含まれるゲート配線に高電位のゲート駆動信号を供給する段階と、前記第１タッチブロックに含まれる共通配線に、画素電圧に対応する直流に固定された第１波形の共通電圧を印加し、それと同時に、前記第２タッチブロックに含まれる共通配線に、所定の周期でスイングして前記第２タッチブロックにより感知される交流の第２波形の共通電圧を印加する段階とを含む。
【００２２】
さらに、上記目的を達成するために、本発明によるインセルタッチ構造の液晶表示装置は、表示領域を分割する複数のタッチブロックが定義され、各タッチブロックが表示区間とタッチ感知区間とに分けられて駆動される液晶パネルと、前記液晶パネルの複数のゲート配線に高電位のゲート駆動信号を順次供給するゲートドライバと、前記液晶パネルの複数のデータ配線に画素電圧を印加するデータドライバと、前記表示区間に対応するタッチブロックに直流波形の共通電圧を印加し、それと同時に、前記タッチ感知区間に対応するタッチブロックに交流波形の共通電圧を印加する共通電圧生成部と、前記交流波形の共通電圧が印加されたタッチブロックの静電容量の変化を感知配線で受信して前記液晶パネル上のタッチ位置を感知するタッチ検出回路とを含む。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によるインセルタッチ構造の液晶表示装置においては、１水平期間（１Ｈ）をタッチ感知区間と表示区間とに時分割して駆動するのではなく、他のタッチブロックに対して空間分割して駆動することにより、感知時間と画素電圧充電時間を十分に確保して画質低下の問題を最小限に抑え、駆動信頼性を確保できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態による液晶表示装置の全体構造を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態による液晶表示装置の液晶パネル構造を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態によるインセルタッチ構造の液晶表示装置の液晶パネルに形成された画素の構造を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態によるインセルタッチ構造の液晶表示装置の駆動時の信号波形を示す波形図である。
【図５】本発明の他の実施の形態によるインセルタッチ構造の液晶表示装置の駆動時の信号波形を示す波形図である。
【図６】従来のインセルタッチ構造の液晶表示装置の液晶パネル構造を示す図である。
【図７】従来のインセルタッチ構造の液晶表示装置の駆動時の信号波形を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態によるインセルタッチ構造の液晶表示装置及びその駆動方法を説明する。
【００２６】
図１及び図２は、本発明の実施の形態による液晶表示装置の構造を示す図である。
【００２７】
同図に示すように、本発明の実施の形態による液晶表示装置は、画像を表示する液晶パネル１００と、液晶パネル１００を制御し、画面上の少なくとも１つの領域へのタッチを感知する各種駆動回路１２０とを含む。
【００２８】
より詳細には、インセルタッチ構造の液晶表示装置は、複数のゲート配線ＧＬと複数のデータ配線ＤＬとが交差配置されて画素が定義される液晶パネル１００と、外部システム（図示せず）からタイミング信号及び画像信号ＲＧＢを受信してドライバを制御するタイミングコントローラ１２１と、ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬを用いて液晶パネル１００を駆動するゲートドライバ１２２及びデータドライバ１２３と、使用者によりタッチされた液晶パネル１００上の位置を感知するタッチ検出回路１２４と、液晶パネル１００に共通電圧Ｖｃｏｍを供給する共通電圧生成部１２５とからなる。
【００２９】
液晶パネル１００は、透明基板上に複数のゲート配線ＧＬと複数のゲート配線ＧＬに対して垂直な方向に延びる複数のデータ配線ＤＬとがマトリクス状に交差配置されて形成され、複数のゲート配線ＧＬと複数のデータ配線ＤＬとの交差により複数の画素領域が定義される。各画素領域には、薄膜トランジスタが形成され、薄膜トランジスタにより制御される液晶セルが構成されており、それにより画像を表示する。
【００３０】
薄膜トランジスタは、ゲート配線ＧＬから走査信号、すなわち高電位のゲート駆動電圧が印加されると、ターンオンしてデータ配線ＤＬから印加される画素電圧を液晶セルに伝達する。また、薄膜トランジスタは、ゲート配線ＧＬから低電位のゲート駆動電圧が印加されると、ターンオフして液晶セルに充電された画素電圧が１フレームの間保持されるようにする。
【００３１】
液晶セルは、共通配線に接続された共通電極と、薄膜トランジスタのドレインに接続された画素電極とから構成され、共通電極と画素電極とが対向してキャパシタを形成する。ここで、共通電極は、各画素毎にパターニングされて分割されている。さらに、液晶セルは、充電された画素電圧の電位が次のフレームまで安定して保持されるようにするための貯蔵キャパシタに接続されてもよい。画素は、薄膜トランジスタを介して充電される画素電圧と共通電極に印加される共通電圧とが形成する電界によって液晶の配列状態が変化して液晶セルの光透過率が調節されることにより、階調を実現する。
【００３２】
また、液晶パネル１００上には、ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬが形成された層とは異なる層に低抵抗金属物質からなる感知配線（図示せず）が形成されている。感知配線は、タッチが発生した位置をタッチ検出回路に通知する役割を果たし、ｘ方向に延びたｘ感知配線とｙ方向に延びたｙ感知配線とに分けられ、分割された共通電極とマトリクス状に接続される。
【００３３】
より詳細には、ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬの上部層にｘ感知配線及びｙ感知配線をマトリクス状に形成し、ｘ感知配線とｙ感知配線との交差地点にはｘ感知配線の下部に補助配線をさらに形成し、上下部のコンタクトホールを介してｘ感知配線と補助配線とを電気的に接続することにより、ｘ感知配線がｙ感知配線を迂回するように構成する。
【００３４】
また、液晶パネル１００の表示領域全体にわたってタッチブロックＴＢが定義されている。タッチブロックＴＢは、使用者がタッチペンや指などを用いてタッチしたときに発生する非常に小さなキャパシタの容量変化を感知し、これを電流に変換して感知結果をｘ感知配線及びｙ感知配線を介してタッチ検出回路１２４に送る基準となる。
【００３５】
表示区間では、該当タッチブロックＴＢ内の画素電極にデータ電圧が印加されて共通電極に印加された第１共通電圧により画像を表示し、タッチ感知区間では、タッチブロックＴＢ内の画素電極はフローティング状態であり、共通電極に所定の周期でスイングする波形の第２共通電圧が印加され、その電圧がタッチにより変化する程度を感知する。
【００３６】
すなわち、表示領域内の任意の一部分に位置するタッチブロックＴＢにタッチが発生すると、下部の保護層を介して重なる画素電極及び共通電極により発生するキャパシタンスの変化を共通電極に電気的に接続されたｘ感知配線及びｙ感知配線を介してそれぞれタッチ検出回路１２４に送ることにより、タッチが発生した部分を感知する。
【００３７】
このようなタッチブロックＴＢは、通常、約２０個（ＴＢ０〜ＴＢｎ−１（ｎ＝２０））に区画され、１つ当たり４０本の水平ラインに対応する領域を占めるが、これに限定されるものではない。
【００３８】
タイミングコントローラ１２１は、外部システム（図示せず）から画像データＤＡＴＡと、クロック信号ＤＣＬＫ、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ、データイネーブル信号ＤＥなどのタイミング信号の供給を受け、ゲート制御信号ＧＣＳ及びデータ制御信号ＤＣＳを生成する。
【００３９】
ここで、水平同期信号Ｈｓｙｎｃは、画面の１水平ラインの表示にかかる時間を示し、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃは、１フレームの画面の表示にかかる時間を示す。また、クロック信号ＤＣＬＫは、ゲートドライバ１２２及びデータドライバ１２３とタイミングコントローラ１２１が同期して各種信号を生成する基準となる信号であり、データイネーブル信号ＤＥは、液晶パネル１００の画素電極に画素電圧を供給する期間を示す信号である。
【００４０】
また、図示していないが、タイミングコントローラ１２１は、外部システム（図示せず）と所定のインタフェースを介して接続されており、外部システムから出力される画像関連信号とタイミング信号をエラーなしに高速で受信する。前記インタフェースとしては、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signal）インタフェース方式又はＴＴＬ（Transistor-Transistor Logic）インタフェース方式などが用いられる。
【００４１】
ゲートドライバ１２２は、ゲート配線ＧＬを介して液晶パネル１００に接続される複数のシフトレジスタからなる。各シフトレジスタは、タイミングコントローラ１２１の制御により、液晶パネル１００にゲート配線ＧＬを介してゲート駆動信号を１水平ラインずつ順次出力する。
【００４２】
このようなゲートドライバ１２２は、タイミングコントローラ１２１から供給されるゲート制御信号ＧＣＳに応答して、液晶パネル１００上に配列された薄膜トランジスタＴをターンオンし、それにより、データドライバ１２３から印加されるアナログ波形の画素電圧が各薄膜トランジスタに接続された液晶セルに印加されるようにする。
【００４３】
前述したゲート制御信号ＧＣＳとしては、ゲートスタートパルス（GSP: Gate Start Pulse）、ゲートシフトクロック（GSC: Gate Shift Clock）、ゲート出力イネーブル（GOE: Gate Output Enable）などがある。ここで、ゲートスタートパルス（ＧＳＰ）は、ゲートドライバ１１０を構成する複数のシフトレジスタのうち、１番目のゲートパルスを発生するシフトレジスタに供給されて、１番目のゲートパルスが発生するように制御する信号であり、ゲートシフトクロック（ＧＳＣ）は、全てのシフトレジスタに共通に供給されるクロック信号であって、ゲートスタートパルス（ＧＳＰ）をシフトさせるためのクロック信号である。また、ゲート出力イネーブル（ＧＯＥ）は、シフトレジスタの出力を制御して異なる水平期間に対応する薄膜トランジスタが重畳してターンオンされることを防止する。
【００４４】
特に、ゲートドライバ１２２は、ゲートオーバーラップ駆動方式が適用された場合、少なくとも２水平期間（２Ｈ）以上の幅を有し、各ゲート配線ＧＬが１水平期間（１Ｈ）ずつ重畳するように、ゲート配線ＧＬに高電位のゲート駆動信号を供給する。
【００４５】
データドライバ１２３は、タイミングコントローラ１２１から供給されるデータ制御信号ＤＣＳに対応してデジタル形態の画像データＤＡＴＡを順次受信し、基準電圧に基づいてアナログ形態の画素電圧に変換する。画素電圧は、１水平期間（１Ｈ）だけラッチされて全てのデータ配線ＤＬを介して同時に液晶パネル１００に印加される。
【００４６】
データ制御信号ＤＣＳとしては、ソーススタートパルス（SSP: Source Start Pulse）、ソースサンプリングクロック（SSC: Source Sampling Clock）、ソース出力イネーブル（SOE: Source Output Enable）などがある。ここで、ソーススタートパルス（ＳＳＰ）は、データドライバ１２３のデータサンプリングの開始タイミングを制御する信号であり、ソースサンプリングクロック（ＳＳＣ）は、データドライバ１２３を構成する各駆動ＩＣでのデータサンプリングのタイミングを立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジに対応して制御するクロック信号である。また、ソース出力イネーブル（ＳＯＥ）は、データドライバ１２３の出力タイミングを制御する役割を果たす。
【００４７】
タッチ検出回路１２４は、タイミングコントローラ１２１から供給されるタッチ制御信号ＴＣＳに対応して液晶パネル１００へのタッチの有無を検出し、液晶パネル１００上でその座標を求める役割を果たす回路である。このようなタッチ検出回路１２４は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）、Ａ/Ｄコンバータ、信号処理部、座標抽出部などを含んでもよい。  
【００４８】
ＬＰＦは、液晶パネル１００のタッチブロックＴＢに対応する感知配線を介して送られた感知結果に含まれる高い周波数成分を除去し、タッチ成分のみを取り出して出力するローパスフィルタである。Ａ/Ｄコンバータは、ＬＰＦから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する役割を果たす。信号処理部は、Ａ/Ｄコンバータの出力信号に対応してタッチブロックＴＢへのタッチの有無を検出する論理回路である。座標抽出部は、信号処理部により検出されたタッチに対応する座標を求める論理回路である。
【００４９】
共通電圧生成部１２５は、液晶パネル１００の共通配線ＣＬに共通電圧Ｖｃｏｍを印加する回路である。液晶パネル１００が画像を表示する期間、すなわち表示区間では、液晶パネル１００の全ての共通配線ＣＬに対して、共通電圧Ｖｃｏｍとして、固定された電位を有する直流波形である第１波形の共通電圧Ｖｃｏｍが印加される。また、タッチ検出を行う期間、すなわちタッチ感知区間では、液晶パネル１００の共通配線ＣＬに対して、共通電圧Ｖｃｏｍとして、所定の電位間をスイングする交流波形である第２波形の共通電圧Ｖｃｏｍが順次印加される。ここで、第２波形の共通電圧Ｖｃｏｍは、現在ゲート配線ＧＬを介して高電位のゲート駆動信号が供給されているタッチブロックＴＢではなく、他のタッチブロックＴＢに対応する共通配線ＣＬに１水平期間（１Ｈ）に近い幅で印加される。すなわち、第２波形の共通電圧Ｖｃｏｍは、現在高電位のゲート駆動信号が供給されて充電されている画素電極が含まれるタッチブロックＴＢではなく、他のタッチブロックＴＢのいずれか１つに対応する共通配線ＣＬに印加される。
【００５０】
例えば、現在第１タッチブロックＴＢ０に含まれるゲート配線ＧＬに高電位のゲート駆動信号が供給されていると仮定すると、第１タッチブロックＴＢ０は、表示区間であって、画素電圧が印加されて画像を表示し、それと同時に、第２タッチブロックＴＢ１〜第ｎ（ｎは自然数）タッチブロックＴＢｎ−１のうち少なくとも１つに含まれる共通配線ＣＬには第２波形の共通電圧Ｖｃｏｍが１水平期間（１Ｈ）の間印加されて、第２タッチブロックＴＢ１〜第ｎ（ｎは自然数）タッチブロックＴＢｎ−１のうち少なくとも１つは、タッチ感知区間であって、使用者のタッチを感知する。ここで、第２タッチブロックＴＢ１は画像を表示しないので、第２タッチブロックＴＢ１に含まれるゲート配線ＧＬには高電位のゲート駆動信号が供給されない。
【００５１】
従って、現在充電されている画素電極とは関係のない共通電極の電圧がスイングし、当該共通電極が含まれる第２タッチブロックＴＢ１に含まれる感知配線を介してタッチを感知することにより、空間分割によるタッチ感知が実現され、タッチ感知区間と表示区間との重畳が可能になる。
【００５２】
また、液晶パネル１００の一側端には、フレキシブル基板などで構成され、外部システムと電気的に接続されて各種信号を送受信する端子部１３０が備えられる。
以下、図３を参照して、本発明の実施の形態による液晶表示装置の液晶パネルの画素構造を説明する。
【００５３】
図３は、本発明の実施の形態によるインセルタッチ構造の液晶表示装置の液晶パネルに形成された画素の構造を示す図である。
【００５４】
液晶パネル１００は、複数のゲート配線ＧＬと複数のデータ配線ＤＬとがマトリクス状に配列され、複数のゲート配線ＧＬと複数のデータ配線ＤＬとの交差により複数の画素が定義される。画素には、スイッチング素子である薄膜トランジスタＴ及びそのドレインに接続される液晶セルＬＣが形成される。
【００５５】
薄膜トランジスタＴは、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型ＴＦＴで構成されてもよく、ソースがデータ配線ＤＬに接続され、ゲートがゲート配線ＧＬに接続され、ドレインが液晶セルＬＣの一端に接続される。また、液晶セルＬＣは、一端が薄膜トランジスタＴのドレインに接続され、他端が共通配線ＣＬに接続される。
【００５６】
１つの画素は、ゲート配線ＧＬにより、液晶パネル１００（図１参照）の同一の水平ラインに属する他の画素と電気的に接続される。ゲート配線ＧＬは、前述したゲートドライバ１２２（図１参照）に接続され、ゲートドライバ１２２から供給されるゲート駆動信号を薄膜トランジスタＴのゲートに送る。また、１つの画素は、データ配線ＤＬにより、液晶パネル１００の同一の垂直ラインに属する他の画素と電気的に接続される。データ配線ＤＬは、前述したデータドライバ１２３（図１参照）に接続され、データドライバ１２３から印加される画素電圧を薄膜トランジスタＴのソースに送る。
【００５７】
さらに、１つの画素は、共通配線ＣＬにより、液晶パネル１００の同一の水平ラインに属する他の画素と電気的に接続される。共通配線ＣＬは、前述した共通電圧生成部１２５（図１参照）に接続され、共通電圧生成部１２５から生成された共通電圧Ｖｃｏｍを液晶セルの電極に印加する。
【００５８】
また、第１〜第４０ゲート配線ＧＬ１〜ＧＬ４０とそれらに接続された画素は第１タッチブロックＴＢ０に含まれ、第４１〜第８０ゲート配線ＧＬ４１〜ＧＬ８０とそれらに接続された画素は第２タッチブロックＴＢ１に含まれる。図示していないが、第２タッチブロックＴＢ１以降には複数のタッチブロックがさらに定義されている。
【００５９】
前述した構成により、本発明による液晶パネル１００は、ゲートドライバ１２２がゲート配線ＧＬを介して高電位のゲート駆動信号を１水平期間全体にわたって順次供給すると同時に、該当水平ラインに属する画素に対してデータドライバ１２３が画素電圧を印加して、１水平ラインずつ画像の階調を表示する。このとき、共通電圧生成部１２５は、全ての共通配線ＣＬに対して直流である第１波形の共通電圧Ｖｃｏｍを印加し、かつ少なくとも１つのタッチブロックに含まれる共通配線ＣＬに対して交流である第２波形の共通電圧Ｖｃｏｍを印加する。
【００６０】
すなわち、第１タッチブロックＴＢ０に含まれるゲート配線ＧＬに高電位のゲート駆動信号を順次供給して画素の液晶セルＬＣを充電することで第１タッチブロックＴＢ０を表示区間として駆動し、それと同時に、第２タッチブロックＴＢ１又は図示していない他のタッチブロックの少なくとも１つに含まれる共通配線ＣＬに第２波形の共通電圧Ｖｃｏｍを印加することで該当タッチブロックを感知区間として駆動することにより、インセルタッチ構造の液晶表示装置を空間分割方式で駆動する。
【００６１】
次に、第１タッチブロックＴＢ０に含まれる画素の表示が完了すると、例えば第２タッチブロックＴＢ１に含まれるゲート配線ＧＬに高電位のゲート駆動信号を順次供給して共通配線ＣＬに第１波形の共通電圧Ｖｃｏｍを印加することで第２タッチブロックＴＢ１を表示区間として駆動し、それと同時に、第３タッチブロック（図示せず）に含まれる共通配線ＣＬに第２波形の共通電圧Ｖｃｏｍを印加することで第３タッチブロックを感知区間として駆動する。
【００６２】
図４は、本発明の実施の形態によるインセルタッチ構造の液晶表示装置の駆動時の信号波形を示す波形図であり、同図に示すように、１水平期間（１Ｈ）を定義する水平同期信号Ｈｓｙｎｃの１周期の間、第１タッチブロックＴＢ０に対応するゲート配線に高電位のゲート駆動信号ＶＧが供給されて第１タッチブロックＴＢ０が表示区間として割り当てられ、それとほぼ同時に、第２タッチブロックＴＢ１に対応する共通配線に交流波形でスイングする第２波形の共通電圧Ｖｃｏｍが印加されて第２タッチブロックＴＢ１がタッチ感知区間として割り当てられることにより、画像表示とタッチ感知を同時に行いながらも、タッチ感知区間及び表示区間の幅を十分に確保することができる。
【００６３】
ここで、高電位のゲート駆動信号ＶＧは、２０Ｖ以上の電圧レベルを有し、第２波形の共通電圧Ｖｃｏｍは、４．５Ｖ〜−１．５Ｖをスイングする電圧レベルを有するようにしてもよい。また、第１波形の共通電圧Ｖｃｏｍは、−１．５Ｖの固定された電圧レベルを有するようにしてもよい。
【００６４】
例えば、１水平期間（１Ｈ）が２０ｕｓである液晶表示装置の場合、タッチ感知区間としては１７ｕｓが割り当てられ、表示区間としては１８ｕｓが割り当てられるので、従来に比べて約２倍増加する。従って、画素電圧が満充電され、タッチ感知区間が大きい幅を有するので、タッチ感度が増加する。
【００６５】
すなわち、高電位のゲート駆動信号ＶＧ及び第２波形の共通電圧Ｖｃｏｍは、少なくとも１水平期間（１Ｈ）の７０％以上の期間を有する。
【００６６】
以下、図５を参照して、１２０Ｈｚ以上の高周波数動作を実現する液晶表示装置において、不足する画素電圧充電時間を確保するために隣接するゲート配線のゲート駆動信号を重畳するゲートオーバーラップ駆動方式を適用した例を説明する。
【００６７】
図５は、本発明の他の実施の形態によるインセルタッチ構造の液晶表示装置の駆動時の信号波形を示す波形図である。
【００６８】
同図を参照すると、１水平期間（１Ｈ）を定義する水平同期信号Ｈｓｙｎｃに同期して、第１タッチブロックＴＢ０（図３参照）に含まれるゲート配線のゲート駆動信号ＶＧ１〜ＶＧ４０は、４水平期間（４Ｈ）の間高電位で出力され、その後低電位に遷移する。ここで、隣接するゲート駆動信号（ＶＧ１，ＶＧ２）、（ＶＧ２，ＶＧ３）、・・・、（ＶＧ３９，ＶＧ４０）間では３水平期間（３Ｈ）ずつ重畳する。このとき、データ配線を介して印加される画素電圧は、１水平期間（１Ｈ）の間印加されるものであり、よって、第１ゲート駆動信号ＶＧ１と第４ゲート駆動信号ＶＧ４とが重畳する区間でのみ供給される。
それと同時に、第２タッチブロックＴＢ１（図３参照）は、全ての共通電圧Ｖｃｏｍが第２波形に供給され、５番目の高電位にスイングした第２波形の共通電圧Ｖｃｏｍと同期される。
【００６９】
つまり、高電位のゲート駆動信号ＶＧは、ｍ（ｍは２以上の自然数）水平期間（ｍＨ）以上の幅を有し、ｍ個の高電位のゲート駆動信号が１水平期間（１Ｈ）の間重畳するので、ゲートオーバーラップ駆動方式を適用することができる。
【００７０】
また、同図に示すように、高電位のゲート駆動信号ＶＧが４水平期間（４Ｈ）の幅を有する場合は、４個の高電位のゲート駆動信号が１水平期間（１Ｈ）の間重畳する。
【００７１】
以上の説明には多くの事項が具体的に記載されているが、これは発明の範囲を限定するものではなく、好ましい実施の形態の例示として解釈されるべきである。よって、本発明の権利範囲は、前述した実施の形態により定められるものではなく、特許請求の範囲とその均等物により定められるべきである。
【符号の説明】
【００７２】
１００  液晶パネル、
１２１  タイミングコントローラ、
１２２  ゲートドライバ、
１２３  データドライバ、
１２４  タッチ検出回路、
１２５  共通電圧生成部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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